CN103825991B - 一种手持设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持设备，其包括机壳、收容在该机壳内的信号处理器、分别镶嵌在该机壳的相对两外侧上的一对侧按键、以及支撑该对侧按键的内芯。该内芯收容在该机壳内。该侧按键为压电薄膜传感器，两个压电薄膜传感器相对设置，用于提供触压，并在受压时均能输出电输出曲线。该信号处理器电性连接于该两个压电薄膜传感器，用于在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。本发明的优点在于：在防水、防尘的同时，还可以通过捏、挤实现操作，启动操作新概念而推动潮流的发展。

Description

一种手持设备

技术领域

本发明涉及一种手持设备，尤其是涉及一种手持设备上的侧键。

背景技术

该手持设备，如手机、遥控器，其侧键可用于手机解锁、关机、音量键和遥控器开、关机等按键功能操作。手持设备的侧键目前主要采用：硅胶／金属片按键，如手机顶部开机键，遥控器的开关机键；滑动开关，如手机解锁侧键。这类按键属于分离式按键，这种按键在工作时，在手指力度方向需要有一定行程。该行程容易造成按键的疲劳破坏。其次，在该按键与设备机壳之间必须分离，行程一定的裂缝，不仅不防水，而且灰尘也极易进入设备内部。此外，这类按键结构复杂，并且需要对设备机壳对应的按键区域开槽，组装工作繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持设备，其能够克服传统侧键的不防水、不防尘的技术问题。

本发明是这样实现的，一种手持设备，其包括机壳、收容在该机壳内的信号处理器、分别镶嵌在该机壳的相对两外侧上的一对侧按键、以及支撑该对侧按键的内芯；该内芯收容在该机壳内；该侧按键为压电薄膜传感器，两个压电薄膜传感器相对设置，用于提供触压，并在受压时均能输出电输出曲线；该信号处理器电性连接于该两个压电薄膜传感器，用于在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

作为上述方案的进一步改进，该内芯为塑料或金属材质的骨架。

作为上述方案的进一步改进，该压电薄膜传感器是以压电薄膜为基材的柔性传感器。

优选地， 该压电薄膜为压电驻极体薄膜、pvdf压电薄膜、P（VDF－TrFE）压电复合薄膜、压电陶瓷薄膜中的其中一种。

作为上述方案的进一步改进，该信号处理器包括前置放大器、数模转化器、CPU，该前置放大器与该两个压电薄膜传感器电性连接而接收该两个压电薄膜传感器的电输出信号，该数模转化器电性连接于该前置放大器而将两个电输出信号进行模数转换并传输至该CPU，该CPU根据两个电输出信号分别形成两个电输出曲线，并在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

作为上述方案的进一步改进，该手持设备为手机或遥控器。

作为上述方案的进一步改进，该手持设备还包括镶嵌在该机壳的相对两外侧上且相对设置的至少另一对侧按键，每对侧按键的压电薄膜传感器均电性连接于该信号处理器，该信号处理器在每对侧按键的电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

作为上述方案的进一步改进，两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第一预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受触发而启动对应的功能。

优选地，两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第二预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受中断，该第二预定时间段大于该第一预定时间段。

作为上述方案的进一步改进，该信号处理器还设置有对该信号处理器提供电能的电源。

该手持设备通过本案侧按键的设置，具备以下有益效果：

1、更适合人体工程学操作，不需要寻找按键位置，操作更加便捷；

2、该方案隐蔽性更好，使得设备外观更加美观；

3、不需要对每个按键区域开槽，结构简单，减少组装工艺，降低生产成本；

4、壳为整体式，增加手持设备的防水、防尘性能；

5、最重要的是，突破了传统偏见：认为机壳的两个相对侧边上设置相对设置的按键，按动其中一个按键必按动另一个按键，因而不能采用两个相对侧边上设置相对设置的方式，而本案恰恰相反，在完成功能的同时还给用户带来不一样的操作乐趣，获得意想不到的有益效果，即手持设备还可以通过捏、挤实现操作，启动操作新概念而推动潮流的发展。

附图说明

图1为本发明第一实施方式提供的手持设备的结构示意图。

图2为图1中手持设备的仰视图。

图3为图2中手持设备的压电薄膜传感器的单按键模式示意图。

图4为图1中手持设备的电子模块示意图。

图5为图1中手持设备在正常工作状态下、且不同压力大小下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线。

图6为图1中手持设备在口袋里的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况。

图7为图1中手持设备在口袋里的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的另一变化状况。

图8为图1中手持设备摔在地上的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况。

图9为图1中手持设备摔在地上的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的另一变化状况。

图10为图1中手持设备在持拿的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况。

图11为图1中手持设备在持拿的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的另一变化状况。

图12为图1中手持设备的使用状态图。

图13为图1中手持设备的另一使用状态图。

图14为本发明第二实施方式提供的手持设备的结构示意图。

图15为图14中手持设备的压电薄膜传感器的多按键模式示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明第一实施方式提供的手持设备包括机壳2；收容在该机壳2内的信号处理器5；分别镶嵌在该机壳2的相对两外侧上的一对侧按键3、4；以及支撑该对侧按键3、4的内芯1。该手持设备可为手机或遥控器，在本实施方式中，以手机为例进行举例说明。

请结合图2，对侧按键3、4均采用压电薄膜传感器，两个压电薄膜传感器相对设置，用于提供触压，并在受压时均能输出电输出曲线。该压电薄膜传感器可以是以压电薄膜为基材的柔性传感器，优选地，该压电薄膜为压电驻极体薄膜、pvdf压电薄膜、P（VDF－TrFE）压电复合薄膜、压电陶瓷薄膜中的其中一种。

该内芯1收容在该机壳2内，该内芯1可以是塑料或金属材质的骨架，起支撑压电薄膜传感器的作用。该信号处理器5电性连接于该两个压电薄膜传感器，用于在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

请结合图3，从每个压电薄膜传感器的按键压力感应区6引出信号引出电极7与接地电极32，信号引出电极7电性连接于该信号处理器5，而接地电极32电性接地。

请参阅图4，该信号处理器5包括前置放大器8、数模转化器9、手机CPU 10以及电源。该前置放大器8与该两个压电薄膜传感器电性连接而接收该两个压电薄膜传感器的电输出信号，该数模转化器9电性连接于该前置放大器8而将两个电输出信号进行模数转换并传输至该手机CPU 10，该手机CPU 10根据两个电输出信号分别形成两个电输出曲线，并在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。电源为对该信号处理器5提供电能，电源可采用手机的电池。

请参阅图5，手持设备在正常工作状态下、且不同压力大小下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线中可看出此模式的特点：

1、压电薄膜传感器感知到压力后，经过前置放大器8和模数转化器9（如模数转化芯片、模数转化电路模块），将数字信号传输至手机CPU 10，进行信号处理；

2、压力大小与电压输出曲线的峰值或积分面积值成一定线性比例关系；

3、因为力是相对的，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值，则触发工作。

故，在触摸力度为小力时，峰值或积分面积值较小，随着触摸力度增加峰值或积分面积值而增大，在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

请一并参阅6及图7，手持设备在口袋里的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况中可知口袋里与正常工作的区别：

1、通过两个压电薄膜传感器的压力差识别：在口袋里时，手机通常两边受力大小不同，这样将只有一个压电薄膜传感器受力，或者两者有明显的压力差，通过监测两种受力差值超过一定阀值，认为是误操作；

2、通过压力大小识别：手机在口袋里受到压力通常比较小，而对手机进行捏、挤操作时力比较大，通过设定压力阀值来识别是否触发工作。

请一并参阅图8及图9，手持设备摔在地上的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况中可知摔在地上与正常工作区别：

1、通过两个压电薄膜传感器的压力差识别：摔在地上时，手机通常是单面着地，这样两个压电薄膜传感器将只有一个两个压电薄膜传感器受力，或者两者有明显的受力差，通过监测两种受力差值超过一定阈值，认为是误操作；

2、压力峰值的坡度持续时间识别：摔在地上时，手机受到的是冲击力，两个压电薄膜传感器采用到的该冲击力峰值坡度比较陡，而人手操作时， 其峰值坡度较平坦，通过识别压力峰值的坡度，区别误操作。

请一并参阅图10及图11，手持设备在持拿的非工作状态下，两个压电薄膜传感器的电输出曲线的变化状况中可知拿手机与正常工作区别：

1、通过压力大小识别：人拿手机的压力通常比较小，而对手机进行捏、挤操作时力比较大，通过设定压力阈值来识别是否触发工作；

2、通过压力持续时间识别：人拿手机的压力是持续时间较长，而进行捏、挤操作时的压力是持续时间较短。

需要采用的前置放大器8需要将零电平抬高，以监测到小于零电平的信号变化。另外，两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第一预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受触发而启动对应的功能，这样可以识别一般的抖动误动作，起到滤波的作用；两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第二预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受中断，该第二预定时间段大于该第一预定时间段，这样可以判断持续时间，辨别是拿手机还是操作压力。

从上述图5至图11的分析中，可知本发明排除各种困难设计出本发明的手持设备，突破了传统偏见：认为机壳的两个相对侧边上设置相对设置的按键，按动其中一个按键必按动另一个按键，因而不能采用两个相对侧边上设置相对设置的方式，具备突出的显著特点。

请一并参阅图12及图13，手持设备通过捏、挤实现操作，启动操作新概念而推动潮流的发展，因而在完成功能的同时还给用户带来不一样的操作乐趣，获得意想不到的有益效果，克服传统误区。因此，本发明的手持设备具有显著的进度，具备创造性。

请参阅图14，本发明第二实施方式提供的手持设备与第一实施方式提供的手持设备的区别在于：第二实施方式提供的手持设备还包括镶嵌在该机壳20的相对两外侧上且相对设置的至少另一对侧按键30、40，该对侧按键30、40的压电薄膜传感器均电性连接于该信号处理器50，该信号处理器50在每对侧按键的电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

请结合图15，分别从同一侧的两个压电薄膜传感器的按键压力感应区63引出信号引出电极73与接地电极33，信号引出电极73电性连接于该信号处理器50，而接地电极33电性接地。

第二实施方式提供的手持设备具备第一实施方式提供的手持设备的有益效果，而且实现相对两外侧上多个侧按键的搭配组合，使侧按键的使用更灵活、更丰富多彩，如：1、捏，可分上捏和下捏，用以完成不同的操作；2、挤，不分上挤下挤，通过将侧按键30、3的压电薄膜传感器受力取合；侧按键40、4的压电薄膜传感器受力取合进行数据分析可以实现。当然，基于本发明的技术，还可以开发更多的使用方式。

综上所述，该手持设备通过本案侧按键的设置，具备以下有益效果：

1、更适合人体工程学操作，不需要寻找按键位置，操作更加便捷；

2、该方案隐蔽性更好，使得设备外观更加美观；

3、不需要对每个按键区域开槽，结构简单，减少组装工艺，降低生产成本；

4、壳为整体式，增加手持设备的防水、防尘性能；

5、最重要的是，突破了传统偏见：认为机壳的两个相对侧边上设置相对设置的按键，按动其中一个按键必按动另一个按键，因而不能采用两个相对侧边上设置相对设置的方式，而本案恰恰相反，在完成功能的同时还给用户带来不一样的操作乐趣，获得意想不到的有益效果，即手持设备还可以通过捏、挤实现操作，启动操作新概念而推动潮流的发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手持设备，其包括机壳以及收容在该机壳内的信号处理器，其特征在于，该手持设备还包括分别镶嵌在该机壳的相对两外侧上的一对侧按键以及支撑该对侧按键的内芯；该内芯收容在该机壳内；该侧按键为压电薄膜传感器，两个压电薄膜传感器相对设置，用于提供触压，并在受压时均能输出电输出曲线；该信号处理器电性连接于该两个压电薄膜传感器，用于在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能；两个压电薄膜传感器的受力差值超过一定阈值，判定为误操作。

2.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：该内芯为塑料或金属材质的骨架。

3.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：该压电薄膜传感器是以压电薄膜为基材的柔性传感器。

4.如权利要求3所述的手持设备，其特征在于：该压电薄膜为压电驻极体薄膜、pvdf压电薄膜、P(VDF－TrFE)压电复合薄膜、压电陶瓷薄膜中的其中一种。

5.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：该信号处理器包括前置放大器、数模转化器、CPU，该前置放大器与该两个压电薄膜传感器电性连接而接收该两个压电薄膜传感器的电输出信号，该数模转化器电性连接于该前置放大器而将两个电输出信号进行模数转换并传输至该CPU，该CPU根据两个电输出信号分别形成两个电输出曲线，并在两个电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

6.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：该手持设备为手机或遥控器。

7.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：该手持设备还包括镶嵌在该机壳的相对两外侧上且相对设置的至少另一对侧按键，每对侧按键的压电薄膜传感器均电性连接于该信号处理器，该信号处理器在每对侧按键的电输出曲线的峰值或积分面积值同时达到一定阀值或区间值时，受触发而启动对应的功能。

8.如权利要求1所述的手持设备，其特征在于：两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第一预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受触发而启动对应的功能。

9.如权利要求8所述的手持设备，其特征在于：两个电输出曲线的峰值或积分面积值超出同一第二预定时间段还同时保持一定阀值或区间值时，该信号处理器受中断，该第二预定时间段大于该第一预定时间段。

10.如权利要求5所述的手持设备，其特征在于：该信号处理器还设置有对该信号处理器提供电能的电源。